JPH0213454B2 - - Google Patents
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- JPH0213454B2 JPH0213454B2 JP59181313A JP18131384A JPH0213454B2 JP H0213454 B2 JPH0213454 B2 JP H0213454B2 JP 59181313 A JP59181313 A JP 59181313A JP 18131384 A JP18131384 A JP 18131384A JP H0213454 B2 JPH0213454 B2 JP H0213454B2
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- capacitor
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は小型大容量の電気二重層キヤパシタに
関するものである。 従来例の構成とその問題点 この種のキヤパシタの代表的な構成例を以下に
説明する。 まず、一つは第１図に示すように、分極性電極
１として、活性炭粉末に黒鉛、カーボンブラツ
ク、４弗化エチレン、ポリビニルピロリドン等を
加えてできた電極材料を使用し、集電体２として
金属の薄板ネツトまたはパンチングメタルを使用
し、この表面に前記分極性電極材料を圧延ローラ
等により塗布して乾燥硬化することにより分極性
電極体を構成し、この分極性電極体をセパレータ
３を介して重ね合せて巻取ることにより素子を構
成し、この素子に電解液を注入した構成を有する
ものである。 このような構成では、活性炭粒子が集電体から
脱落したり、両者の接着強度が十分でなく接触抵
抗も大きく、特に強放電時性が悪くなる。 また、別の例としては、第２図に示すように、
分極性電極４として活性炭繊維布を用い、そして
集電体５としてその分極性電極４の片面にアルミ
ニウム、チタン等の金属層、または導電性樹脂層
を形成して分極性電極体とし、この分極性電極体
をセパレータ３を介して重ね合せて素子とし、こ
の素子に電解液を注入するとともにガスケツト６
で正極、負極を絶縁したコイン型ケース７と封口
板８で封口ケーシングすることにより構成したも
のである。 このような構成のものは、10ｍＡ以下の電流で
充放電使用する場合には、十分な集電能を有して
いる。しかしながら、1A程度の電流で充放電を
くり返すには、集電能が十分でなく、接触抵抗が
大きすぎ、効率良く蓄積電荷を取り出すことがで
きなくなる。 以上のように現行のキヤパシタ構成では、集電
体とケースまたは集電体と分極性電極、さらには
集電体と導電性層との接触抵抗が大きく、急速充
放電特性や、1A以上もの強放電には十分な特性
を有していない。 発明の目的 本発明は、従来の電気二重層キヤパシタの充電
時間を短かく、また強放電特性を改善したキヤパ
シタを得ることを目的とする。 発明の構成 本発明は、上記の目的を達成するものであり、
分極性電極の集電体に縫糸状、織布状またはフエ
ルト状の金属繊維を用いたもので、この構成によ
り、キヤパシタの集電能が向上し、充放電特性が
向上する。 実施例の説明 具体的実施例を述べる前に本発明の集電体に用
いる金属繊維について説明する。 金属繊維は、例えば通常「ビビリ振動法」と呼
ばれる方法により丸棒の金属を５〜50μ径、１〜
10mm長の短繊維状にカツトしたものをいう。この
ような形状の金属短繊維を撚り合わせ糸状とした
り、さらにこれらを織つて布状に加工したり、短
繊維どうしを焼結し、フエルト状にすることがで
きる。 現在、布状の金属繊維は、静電気除去材、保温
断熱材、耐熱材料、吸音、消音材として使用され
ている。このようなものは、外観上通常の繊維布
と変わらず、非常に柔軟性も高いものである。 実施例 １ 以下の材料を用い、第３図に示す電気二重層キ
ヤパシタを作製した。 分極性電極として、フエノール系ノボラツク樹
脂よりなる朱子織繊維布を炭化賦活し、比表面積
2500m2／ｇ、目付150ｇ／m2の活性炭繊維布（朱
子織）を用いた。 また、セパレータとして、ポリプロピレン製多
孔質セパレータを用いた。 集電体としては、第１表のNo.１〜６のものをそ
れぞれ用いた。第４図に、分極性電極４と集電体
５との関係を示す。No.１、２の繊維布状の集電体
は、繊維布状の分極性電極との接触面が従来の平
板やエツチング箔に比べ著るしく大きく、接触抵
抗を減少できる。また、No.３、４はフエルト状の
金属繊維９は、第５図に示すように分極性電極内
部にまで入り込み集電能が向上する。
関するものである。 従来例の構成とその問題点 この種のキヤパシタの代表的な構成例を以下に
説明する。 まず、一つは第１図に示すように、分極性電極
１として、活性炭粉末に黒鉛、カーボンブラツ
ク、４弗化エチレン、ポリビニルピロリドン等を
加えてできた電極材料を使用し、集電体２として
金属の薄板ネツトまたはパンチングメタルを使用
し、この表面に前記分極性電極材料を圧延ローラ
等により塗布して乾燥硬化することにより分極性
電極体を構成し、この分極性電極体をセパレータ
３を介して重ね合せて巻取ることにより素子を構
成し、この素子に電解液を注入した構成を有する
ものである。 このような構成では、活性炭粒子が集電体から
脱落したり、両者の接着強度が十分でなく接触抵
抗も大きく、特に強放電時性が悪くなる。 また、別の例としては、第２図に示すように、
分極性電極４として活性炭繊維布を用い、そして
集電体５としてその分極性電極４の片面にアルミ
ニウム、チタン等の金属層、または導電性樹脂層
を形成して分極性電極体とし、この分極性電極体
をセパレータ３を介して重ね合せて素子とし、こ
の素子に電解液を注入するとともにガスケツト６
で正極、負極を絶縁したコイン型ケース７と封口
板８で封口ケーシングすることにより構成したも
のである。 このような構成のものは、10ｍＡ以下の電流で
充放電使用する場合には、十分な集電能を有して
いる。しかしながら、1A程度の電流で充放電を
くり返すには、集電能が十分でなく、接触抵抗が
大きすぎ、効率良く蓄積電荷を取り出すことがで
きなくなる。 以上のように現行のキヤパシタ構成では、集電
体とケースまたは集電体と分極性電極、さらには
集電体と導電性層との接触抵抗が大きく、急速充
放電特性や、1A以上もの強放電には十分な特性
を有していない。 発明の目的 本発明は、従来の電気二重層キヤパシタの充電
時間を短かく、また強放電特性を改善したキヤパ
シタを得ることを目的とする。 発明の構成 本発明は、上記の目的を達成するものであり、
分極性電極の集電体に縫糸状、織布状またはフエ
ルト状の金属繊維を用いたもので、この構成によ
り、キヤパシタの集電能が向上し、充放電特性が
向上する。 実施例の説明 具体的実施例を述べる前に本発明の集電体に用
いる金属繊維について説明する。 金属繊維は、例えば通常「ビビリ振動法」と呼
ばれる方法により丸棒の金属を５〜50μ径、１〜
10mm長の短繊維状にカツトしたものをいう。この
ような形状の金属短繊維を撚り合わせ糸状とした
り、さらにこれらを織つて布状に加工したり、短
繊維どうしを焼結し、フエルト状にすることがで
きる。 現在、布状の金属繊維は、静電気除去材、保温
断熱材、耐熱材料、吸音、消音材として使用され
ている。このようなものは、外観上通常の繊維布
と変わらず、非常に柔軟性も高いものである。 実施例 １ 以下の材料を用い、第３図に示す電気二重層キ
ヤパシタを作製した。 分極性電極として、フエノール系ノボラツク樹
脂よりなる朱子織繊維布を炭化賦活し、比表面積
2500m2／ｇ、目付150ｇ／m2の活性炭繊維布（朱
子織）を用いた。 また、セパレータとして、ポリプロピレン製多
孔質セパレータを用いた。 集電体としては、第１表のNo.１〜６のものをそ
れぞれ用いた。第４図に、分極性電極４と集電体
５との関係を示す。No.１、２の繊維布状の集電体
は、繊維布状の分極性電極との接触面が従来の平
板やエツチング箔に比べ著るしく大きく、接触抵
抗を減少できる。また、No.３、４はフエルト状の
金属繊維９は、第５図に示すように分極性電極内
部にまで入り込み集電能が向上する。
【表】
集電体はすべてニツケルである。
電解液として20wt％の水酸化カリウムKOHを
用いた。 リードとして集電体にニツケルワイヤを溶接し
形成した。 第３図の図中、４は分極性電極、５は集電体、
３はセパレータ、１０はリード、１１はアクリル
製容器、１２はパツキングである。No.１〜６の集
電体を用いてそれぞれ作製したキヤパシタ（分極
性電極体、100×50mm2厚さ0.8）を200ｍＡで放電
した時のIRドロツプの大きさは、No.１、２、３、
４、５、６の順で小さく、本発明のキヤパシタは
従来のNo.５、６のものと比べ、集電能の良いこと
がわかる。さらに第６図には上記No.１〜６の集電
体をそれぞれ用いたキヤパシタを1.0Vの定電圧
充電法で充電した時の、充電カーブを示す。同図
からも明らかに本発明のキヤパシタの集電能の良
さがわかる。 なお、集電体の金属繊維布と、分極性電極体の
繊維布の織方式は、平織−平織、朱子織−朱子織
などのように同じ方式のものを組み合わせる方が
良い集電能を示す傾向が見られた。さらに、金属
繊維は細い方が柔軟性があり、集電能も高い。 本実施例においては、分極性電極が繊維布状の
もののみを記載しているが、フエルト状のもので
も同様な集電特性が得られた。 本実施例では、ニツケルからなる集電体を用い
たが、集電体材質をSUS444に替えても同等な特
性を有するキヤパシタが得られた。 実施例 ２ 実施例１よりさらに集電能を改良するため、繊
維布状、フエルト状からなる活性炭繊維の分極性
電極の表面上に、プラズマ溶射法を用い、ニツケ
ル層を300μｍ形成した。ここで分極性電極と集
電体は多数スポツト溶接されている。このように
集電能を改良した分極性電極を使用し、第３図と
同構造を有するキヤパシタを作製した。集電体に
は実施例１の第１表No.１〜６のものを使用した。
実施例と同サイズ、同条件で放電した時のIRド
ロツプの値を第２表に示す。第２表より、本発明
のキヤパシタは一段と集電能が改善されている。
用いた。 リードとして集電体にニツケルワイヤを溶接し
形成した。 第３図の図中、４は分極性電極、５は集電体、
３はセパレータ、１０はリード、１１はアクリル
製容器、１２はパツキングである。No.１〜６の集
電体を用いてそれぞれ作製したキヤパシタ（分極
性電極体、100×50mm2厚さ0.8）を200ｍＡで放電
した時のIRドロツプの大きさは、No.１、２、３、
４、５、６の順で小さく、本発明のキヤパシタは
従来のNo.５、６のものと比べ、集電能の良いこと
がわかる。さらに第６図には上記No.１〜６の集電
体をそれぞれ用いたキヤパシタを1.0Vの定電圧
充電法で充電した時の、充電カーブを示す。同図
からも明らかに本発明のキヤパシタの集電能の良
さがわかる。 なお、集電体の金属繊維布と、分極性電極体の
繊維布の織方式は、平織−平織、朱子織−朱子織
などのように同じ方式のものを組み合わせる方が
良い集電能を示す傾向が見られた。さらに、金属
繊維は細い方が柔軟性があり、集電能も高い。 本実施例においては、分極性電極が繊維布状の
もののみを記載しているが、フエルト状のもので
も同様な集電特性が得られた。 本実施例では、ニツケルからなる集電体を用い
たが、集電体材質をSUS444に替えても同等な特
性を有するキヤパシタが得られた。 実施例 ２ 実施例１よりさらに集電能を改良するため、繊
維布状、フエルト状からなる活性炭繊維の分極性
電極の表面上に、プラズマ溶射法を用い、ニツケ
ル層を300μｍ形成した。ここで分極性電極と集
電体は多数スポツト溶接されている。このように
集電能を改良した分極性電極を使用し、第３図と
同構造を有するキヤパシタを作製した。集電体に
は実施例１の第１表No.１〜６のものを使用した。
実施例と同サイズ、同条件で放電した時のIRド
ロツプの値を第２表に示す。第２表より、本発明
のキヤパシタは一段と集電能が改善されている。
【表】
実施例 ３
分極性電極に、フエノール樹脂繊維布を賦活
し、比表面積2500m2／ｇ、細孔容積１c.c.／ｇを有
する活性炭繊維布を用い、この表面（両面）にプ
ラズマ溶射法またはアーク溶射法を用い、導電性
層を200〜300μｍ形成した。集電体として、フエ
ルト状の金属繊維（アルミニウム、30μφ）を使
用し、第７図に示すように分極性電極を包み込み
キヤパシタを形成した。４は分極性電極、１３は
導電性層、５は集電体、３はセパレータ、１０は
リードである。電解液には過塩素酸テレラエチレ
ンアンモニウムの１モルプロピレンカーボネート
溶液を用いた。本実施例の構成を有するキヤパシ
タ（電極は、150×100mm2、厚み800μｍ）を2Vで
定電流充電し、500ｍＡで定電流放電した時のIR
ドロツプが0.3Vとなり、有機電解液系で、内部
抵抗が大きいにもかかわらず、比較的小さな値を
示した。導電性層、集電体にチタンを使用しても
本実施例と同様な特性を有するキヤパシタが得ら
れる。 実施例 ４ 実施例３は平板状のキヤパシタであるが、実施
例３と同様にうずまき型の大型キヤパシタを作成
した。導電層は分極性電極の片面にのみ形成し、
導電層側にフエルト状の金属繊維を当て、500μ
ｍのポリプロピレン製セパレータを介して、分極
性電極体を相対向させ、第８図に示すように巻回
してキヤパシタを作成した。この結果、1Aで定
電流放電可能であつた。 電極は、50×300mm2の大きさであつた。従つて、
電極面積が広く抵抗が小さいことを考慮しても集
電能の良好さがわかる。 発明の効果 以上のように本発明によれば、従来より集電能
の優れた電気二重層キヤパシタを得ることができ
る。
し、比表面積2500m2／ｇ、細孔容積１c.c.／ｇを有
する活性炭繊維布を用い、この表面（両面）にプ
ラズマ溶射法またはアーク溶射法を用い、導電性
層を200〜300μｍ形成した。集電体として、フエ
ルト状の金属繊維（アルミニウム、30μφ）を使
用し、第７図に示すように分極性電極を包み込み
キヤパシタを形成した。４は分極性電極、１３は
導電性層、５は集電体、３はセパレータ、１０は
リードである。電解液には過塩素酸テレラエチレ
ンアンモニウムの１モルプロピレンカーボネート
溶液を用いた。本実施例の構成を有するキヤパシ
タ（電極は、150×100mm2、厚み800μｍ）を2Vで
定電流充電し、500ｍＡで定電流放電した時のIR
ドロツプが0.3Vとなり、有機電解液系で、内部
抵抗が大きいにもかかわらず、比較的小さな値を
示した。導電性層、集電体にチタンを使用しても
本実施例と同様な特性を有するキヤパシタが得ら
れる。 実施例 ４ 実施例３は平板状のキヤパシタであるが、実施
例３と同様にうずまき型の大型キヤパシタを作成
した。導電層は分極性電極の片面にのみ形成し、
導電層側にフエルト状の金属繊維を当て、500μ
ｍのポリプロピレン製セパレータを介して、分極
性電極体を相対向させ、第８図に示すように巻回
してキヤパシタを作成した。この結果、1Aで定
電流放電可能であつた。 電極は、50×300mm2の大きさであつた。従つて、
電極面積が広く抵抗が小さいことを考慮しても集
電能の良好さがわかる。 発明の効果 以上のように本発明によれば、従来より集電能
の優れた電気二重層キヤパシタを得ることができ
る。
第１図は従来の電気二重層キヤパシタの構成を
示す斜視図、第２図は従来の他の電気二重層キヤ
パシタを示す断面図、第３図は本発明の一実施例
による電気二重層キヤパシタの構成を示す断面
図、第４図および第５図は分極性電極と集電体と
の構成図、第６図は充電特性を示す図、第７図お
よび第８図はそれぞれ本発明の他の実施例による
電気二重層キヤパシタを示す断面図である。 ４……分極性電極、５……集電体、１３……導
電性層。
示す斜視図、第２図は従来の他の電気二重層キヤ
パシタを示す断面図、第３図は本発明の一実施例
による電気二重層キヤパシタの構成を示す断面
図、第４図および第５図は分極性電極と集電体と
の構成図、第６図は充電特性を示す図、第７図お
よび第８図はそれぞれ本発明の他の実施例による
電気二重層キヤパシタを示す断面図である。 ４……分極性電極、５……集電体、１３……導
電性層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 活性炭繊維の分極性電極と集電体とからなる
分極性電極体の前記集電体に、縫糸状、織布状ま
たはフエルト状の金属繊維を用いたことを特徴と
する電気二重層キヤパシタ。 ２ 活性炭繊維の分極性電極と集電体とが同じ織
りの織布状であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の電気二重層キヤパシタ。 ３ 分極性電極表面の少なくとも片面に導電性層
を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の電気二重層キヤパシタ。 ４ 導電性層がアルミニウム、チタン、ニツケ
ル、ステンレス、銅の中から選ばれたものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電
気二重層キヤパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59181313A JPS6159716A (ja) | 1984-08-30 | 1984-08-30 | 電気二重層キヤパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59181313A JPS6159716A (ja) | 1984-08-30 | 1984-08-30 | 電気二重層キヤパシタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6159716A JPS6159716A (ja) | 1986-03-27 |
| JPH0213454B2 true JPH0213454B2 (ja) | 1990-04-04 |
Family
ID=16098493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59181313A Granted JPS6159716A (ja) | 1984-08-30 | 1984-08-30 | 電気二重層キヤパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6159716A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2674057B2 (ja) * | 1988-02-05 | 1997-11-05 | 松下電器産業株式会社 | 分極性電極の製造法 |
| KR20110090099A (ko) * | 2010-02-02 | 2011-08-10 | 삼성전기주식회사 | 전기 이중층 커패시터 및 그 제조방법 |
| CN105027242A (zh) * | 2012-09-06 | 2015-11-04 | “能源及电动汽车合作项目”有限责任公司 | 双电层电力电容器 |
| JP6670231B2 (ja) | 2016-12-22 | 2020-03-18 | I&Tニューマテリアルズ株式会社 | 蓄電デバイスの電極、蓄電デバイスの電極用のスラリーおよびその製造方法 |
-
1984
- 1984-08-30 JP JP59181313A patent/JPS6159716A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6159716A (ja) | 1986-03-27 |
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